超高层建筑大体积混凝土底板连续无缝浇筑施工工法

超高层建筑大体积混凝土底板连续无缝浇筑施工工法工法编号：ZJ1GF-444-2012

编制单位：中建一局集团建设发展有限公司

主要执笔人：周予启、周宇、卜楠楠、李洪海、付恩涛

1 前言

随着国民经济的迅猛发展，越来越多的超高层建筑不断涌现，其中不乏600米以上的摩天大楼。为了集合各项建筑功能，超高层结构多为一个（或多个）主塔楼与裙楼相结合的设计形式。对于超高层建筑的基础设计往往采用桩筏基础，下部为工程桩，上部为平板式筏基，即通常所说的基础底板。常规200米以上的超高层建筑，其底板厚度多为2m～4m，混凝土方量在1.5万m3左右，属于大体积混凝土施工范畴，而随着建筑高度的不断攀升，底板厚度不断加厚，混凝土方量也不断增加，以660米高的平安金融中心为例，主塔楼底板厚度达到4.5m，混凝土方量近3万m3，混凝土施工质量要求很高，施工难度较大。

大体积混凝土底板的连续无缝浇筑施工，可以减少底板上的施工缝，底板混凝土结构的整体性更好；同时，由于减少了施工缝留设等措施，相应的措施费用、操作人员费用、组织成本也大大降低。但是，大体积混凝土浇筑过程中如若技术准备不充分、施工管理不到位，也极易出现浇筑冷缝、温度裂缝、强度不合格等严重影响结构质量安全的问题。

目前我国现行的《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）中对于大体积混凝土施工过程中的原材料、配合比、混凝土施工、测温及养护等措施都有明确的规定和要求，但是如何将如此大体量的混凝土底板在确保质量的前提下一次浇筑施工完成，还需要一套系统、科学、实用的施工工艺方法来进行指导。对此，我们在平安金融中心工程大底板连续无缝浇筑技术攻关的基础上，结合以往类似工程的施工经验，总结出超高层建筑大体积混凝土底板连续无缝浇筑施工的工法，针对施工过程中的混凝土配合比设计优选、施工前准备、现场施工组织、混凝土浇筑施工、混凝土测温及养护等内容进行了详细阐述。

2 工法特点

2.1 利于保证大体积混凝土底板的整体性。由于采用连续无缝一次浇筑完成的方法，整个基础底板的整体性较好，保证了其受力和质量要求。

2.2 混凝土的浇筑质量有保证。采用科学方法进行混凝土配合比设计和试验，并进行必要的验算分析，可有效的控制混凝土温升，避免温度裂缝的产生；通过合理的施工组织，将大体量混凝土

一次性浇筑完毕，能有效的控制混凝土供应厂家提供材料的一致性，减少混凝土强度的离散性，保证底板施工质量。

2.3 节省工期。大体积混凝土底板连续无缝浇筑方法较常规分块跳仓施工方法可避免混凝土浇筑的间隔时间，大大地缩短工期。

2.4 节约成本。混凝土底板连续无缝一次浇筑完成，可避免施工缝和温度后浇带的设置，减少模板支设量和多次浇筑措施，大大节约了施工成本。

3 适用范围

适用于所有超高层主体结构的大体积混凝土基础底板施工，对于按照传统工艺需设置温度施工缝并采用跳仓法施工的超长、超厚大体积混凝土底板尤其适用。

4 工艺原理

超高层建筑大体积混凝土底板连续无缝施工技术是通过正交设计及试配试验确定大体积混凝土的配合比，利用足尺模型试验和数值模拟分析检验配合比的可靠性，判断该配合比下的高性能混凝土是否满足抗裂能力、强度和耐久性等多方面的要求，然后通过科学合理的现场施工组织、采用整体斜面分层推移式浇筑方法实现超大、超厚、大体积混凝土的无缝连续一次性浇筑，并通过及时可靠的保温养护和温度监控措施有效降低混凝土的开裂风险，实现超长（超过88m）混凝土连续浇筑而不用设置温度后浇带，保证混凝土的施工质量达到良好的效果。

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

图5.1.0大体积混凝土底板无缝连续浇筑工艺流程

5.2 施工操作要点

5.2.1 原材料的选择

配制底板大体积混凝土所用的水泥、粉煤灰、骨料、外加剂以及拌合水等原材料的质量均应符合现行国家标准的有关规定。材料进场时应对品种、等级、标准、日期等进行必要检查，并对其相应的性能指标进行复检。

5.2.2 混凝土配合比设计及足尺模型试验

（1）配合比正交试验设计

大体积混凝土底板配合比采用正交法进行设计，并进行相应的试配试验，设计过程中应遵循现有国家标准及工程的具体要求，并参考类似工程施工经验。设计过程中应根据实验结果初步判定不同因素、水平对混凝土目标功能的影响幅度，初步选出合理的混凝土配合比。在正交设计试验时，选用水泥品种、水胶比、胶凝材料用量和粉煤灰掺量等4个参数作为正交设计试验的影响因素，水胶比、胶凝材料用量和粉煤灰掺量各设定4个水平，水泥品种设定2个水平。

根据相关规范规定及类似工程经验确定因素水平表，并以混凝土的3d、7d、28d和60d抗压强度作为指标，如表5.2.2-1所示。

表5.2.2-1 因素水平表

根据因素水平表选用五因素四水平正交表L16(45)，将A排在第1列，B排在第2列，C排在第3列，D排在第4列，如表5.2.2-2所示。

表5.2.2-2 正交设计试验安排表

通过正交试验结果，对比混凝土强度、水泥水化热、混凝土抗渗性、弹性模量和收缩等条件，优选后确定进行足尺模型试验的配合比。

（2）足尺模型试验

足尺模型尽量设置在现场，或者与现场施工气候、地质条件相同的位置，试件尺寸选用与底板厚度一致的立方体模型。底面采用与实际底板相同的处理方法；侧壁包括泡沫塑料保温层和夯实土层；上表面采用与实际基础底板施工时相同的养护方法。为检测混凝土材料在施工期间的温差收缩变形和抗裂性能，模拟试块只在上表面和侧壁配置构造筋，其余部位不配钢筋。

足尺模型四周需设置密闭保温棚，同时为模拟高温地区实际浇筑时的气温情况，棚内可采取相应的加热措施。保温棚内放置混凝土温度匹配养护箱，使养护箱内的混凝土试块的温度养护条件与混凝土足尺模型内部温度变化相匹配。足尺模型上设置温度传感器，传感器应布置在模型的1/4区域，平面呈放射状布置，竖向沿模型顶部到底部均匀排布，并且在下部基础内对应模型的中心点、外边